Search

Hlavním výstupním odpadním produktem bioplynové stanice je digestát, který se používá jako hnojivo a dále jej lze zpracovávat. Digestát nelze volně vypouštět do povrchových vod, a s tím jsou spojeny vysoké náklady na dopravu, vyšší počáteční investice na skladovací nádrže v nové bioplynové stanici atd. Cílem bakalářské práce je posouzení vhodného odpařovacího systému do provozu konkrétní bioplynové stanice. Integrace odpařovacího systému vede k zahuštění digestátu odpařením vody s využitím mařeného tepla produkovaného kogenerační jednotkou. Důsledkem integrace jsou především nižší náklady na přepravu zahuštěného digestátu. Výstupem bakalářské práce je technicko-ekonomické zhodnocení, které posuzuje dobu návratnosti v závislosti na průtoku zahuštěného digestátu. Požadované měrné náklady na úpravu zahuštěného digestátu s uvažovanou dobou návratnosti v rozmezí 5–15 let, nepřesahují hodnoty 210 (Kčrok)/t_fug . Hodnoty požadovaných nákladů s uvažováním prodeje tepla jsou dokonce záporné. Přičemž minimální hodnota nákladů daná výrobci se pohybuje okolo 260 (Kčrok)/t_fug . Integrace odpařovací jednotky do bioplynové stanice Žamberk je z ekonomického pohledu nevýhodná. Práce přináší nové poznatky o potenciálu vícestupňového mžikového odpařování v bioplynových stanicích s krátkou přepravní vzdáleností a s vysokým využitím odpadního tepla., The main waste output of the biogas plant is digested which is used as fertilizer. It can be further process. Digestate cannot be discharged freely into surface waters. This problem is associated with high transportation costs and higher costs of storage tanks in the new biogas plant. The aim of this bachelor thesis is to assess a suitable evaporation system for a particular biogas plant. The evaporation system leads to the concentration of digestate by evaporation water. The system uses heat produced by cogeneration unit. The main consequence of the integration is lower cost for the transport of liquid digestate. The output of the bachelor thesis is a technical and economic evaluation that assesses the payback period depending on the flow of concentrated digestate. The specific costs for adjustment of liquid digestate with regard to the payback period are in the range of 5–15 years. The values do not exceed 210 (Kčyear)/t_fug . The values considering selling heat are even negative. The minimum value guaranteed by the manufacturer is around 260 (Kčyear)/t_fug . The integration of the evaporation system into Žamberk's biogas plant is economically disadvantageous. The thesis brings new knowledge about the potential of multi-stage flash evaporation in biogas plants with short transport distances and high utilization of waste heat.

Cílem diplomové práce je představit problematiku zpracování průmyslových kalů a identifikovat a v laboratorních podmínkách realizovat vhodnou technologii pro zpracování konkrétního průmyslového kalu, kterým je již částečně zahuštěný fermentační zbytek z provozu bioplynových stanic (BPS). Na základě vypracované rešerše dostupných technologií pro zpracování odpadních kalů byla jako vhodná technologie vybrána míchaná odparka. Výhodou je možnost za sníženého tlaku využít nízko potenciální teplo z kogeneračních jednotek BPS, které je často mařeno. Míchadlo v odparce zajišťuje homogenizaci při zvyšujícím se zahuštění. Využití technologie přináší redukci objemu fermentačních zbytků. Hlavní část práce se zabývá návrhem a výrobou míchané odparky. Experimentální zařízení bylo zkonstruováno v prostorách LENP (Laboratoře energeticky náročných procesů) na FSI VUT v Brně. Během provozu byla ověřena funkčnost zařízení a použitelnost na více typech odpadních kalů. Výsledky experimentů jsou zaměřeny především na vlastnosti a chování fugátu neboli kapalné frakce fermentačních zbytků. Fugát byl zahuštěn ze surového stavu 5,4 %hm_sušna hodnotu 20,9 %hm_suš, kdy se již stává značně viskózním a špatně tekoucím materiálem. V průmyslovém podniku, kde bývá mařeno odpadní teplo, může být míchaná odparka vhodným zařízením pro zpracování kalů, respektive redukci jejich objemu. To vede k nižším nákladům na skladování, přepravu a aplikaci na pole jako hnojiva. Pomocí vhodné konstrukce odparky a míchadla lze princip odpařování využít pro méně i více zahuštěné odpadní kaly. Výsledný zahuštěný produkt pak může být přiveden na dokončovací operace a destilát na dočištění., The aim of the thesis is to present the problem of industrial sludge treatment and to identify and implement in laboratory conditions a suitable technology for the treatment of a specific industrial sludge, which is already partially thickened fermentation residues from the operation of biogas plants (BPS). Based on the research developed on available technologies for the treatment of waste sludge, the mixed evaporator was selected as a suitable technology. The advantage is the possibility of using the low potential heat from BPS CHP units under reduced pressure, which is often thwarted. The agitator in the evaporator ensures homogenization while increasing densification. The use of the technology results in a reduction in the volume of fermentation residues. The main part of the thesis deals with the design and implementation of a stirred evaporator for production. Experimental The plant was constructed on the premises of the LENP (Laboratory of Energy-Intensive Processes) at the Brno University of Technology. During operation, the functionality of the device and its applicability to several types of waste sludge were verified. The experimental results are mainly focused on the properties and behaviour of the fugate, or liquid fraction, of the fermentation residues. The fugate was concentrated from a raw state of 5.4 % dryness to a value of 20.9 % dryness, at which point it becomes a highly viscous and poorly flowing material. In an industrial plant where waste heat is wasted, a stirred evaporator may be a suitable device for sludge treatment or volume reduction. This leads to lower costs for storage, transport, and application as fertilizer to fields. With a suitable evaporator and agitator design, the evaporation principle can be used for less and more concentrated waste sludge. The resulting thickened product can then be fed to the finishing operations, allowing the distillate to be finished.

Hlavním výstupním odpadním produktem bioplynové stanice je digestát, který se používá jako hnojivo a dále jej lze zpracovávat. Digestát nelze volně vypouštět do povrchových vod, a s tím jsou spojeny vysoké náklady na dopravu, vyšší počáteční investice na skladovací nádrže v nové bioplynové stanici atd. Cílem bakalářské práce je posouzení vhodného odpařovacího systému do provozu konkrétní bioplynové stanice. Integrace odpařovacího systému vede k zahuštění digestátu odpařením vody s využitím mařeného tepla produkovaného kogenerační jednotkou. Důsledkem integrace jsou především nižší náklady na přepravu zahuštěného digestátu. Výstupem bakalářské práce je technicko-ekonomické zhodnocení, které posuzuje dobu návratnosti v závislosti na průtoku zahuštěného digestátu. Požadované měrné náklady na úpravu zahuštěného digestátu s uvažovanou dobou návratnosti v rozmezí 5–15 let, nepřesahují hodnoty 210 (Kčrok)/t_fug . Hodnoty požadovaných nákladů s uvažováním prodeje tepla jsou dokonce záporné. Přičemž minimální hodnota nákladů daná výrobci se pohybuje okolo 260 (Kčrok)/t_fug . Integrace odpařovací jednotky do bioplynové stanice Žamberk je z ekonomického pohledu nevýhodná. Práce přináší nové poznatky o potenciálu vícestupňového mžikového odpařování v bioplynových stanicích s krátkou přepravní vzdáleností a s vysokým využitím odpadního tepla., The main waste output of the biogas plant is digested which is used as fertilizer. It can be further process. Digestate cannot be discharged freely into surface waters. This problem is associated with high transportation costs and higher costs of storage tanks in the new biogas plant. The aim of this bachelor thesis is to assess a suitable evaporation system for a particular biogas plant. The evaporation system leads to the concentration of digestate by evaporation water. The system uses heat produced by cogeneration unit. The main consequence of the integration is lower cost for the transport of liquid digestate. The output of the bachelor thesis is a technical and economic evaluation that assesses the payback period depending on the flow of concentrated digestate. The specific costs for adjustment of liquid digestate with regard to the payback period are in the range of 5–15 years. The values do not exceed 210 (Kčyear)/t_fug . The values considering selling heat are even negative. The minimum value guaranteed by the manufacturer is around 260 (Kčyear)/t_fug . The integration of the evaporation system into Žamberk's biogas plant is economically disadvantageous. The thesis brings new knowledge about the potential of multi-stage flash evaporation in biogas plants with short transport distances and high utilization of waste heat.

Hlavním výstupním odpadním produktem bioplynové stanice je digestát, který se používá jako hnojivo a dále jej lze zpracovávat. Digestát nelze volně vypouštět do povrchových vod, a s tím jsou spojeny vysoké náklady na dopravu, vyšší počáteční investice na skladovací nádrže v nové bioplynové stanici atd. Cílem bakalářské práce je posouzení vhodného odpařovacího systému do provozu konkrétní bioplynové stanice. Integrace odpařovacího systému vede k zahuštění digestátu odpařením vody s využitím mařeného tepla produkovaného kogenerační jednotkou. Důsledkem integrace jsou především nižší náklady na přepravu zahuštěného digestátu. Výstupem bakalářské práce je technicko-ekonomické zhodnocení, které posuzuje dobu návratnosti v závislosti na průtoku zahuštěného digestátu. Požadované měrné náklady na úpravu zahuštěného digestátu s uvažovanou dobou návratnosti v rozmezí 5–15 let, nepřesahují hodnoty 210 (Kčrok)/t_fug . Hodnoty požadovaných nákladů s uvažováním prodeje tepla jsou dokonce záporné. Přičemž minimální hodnota nákladů daná výrobci se pohybuje okolo 260 (Kčrok)/t_fug . Integrace odpařovací jednotky do bioplynové stanice Žamberk je z ekonomického pohledu nevýhodná. Práce přináší nové poznatky o potenciálu vícestupňového mžikového odpařování v bioplynových stanicích s krátkou přepravní vzdáleností a s vysokým využitím odpadního tepla., The main waste output of the biogas plant is digested which is used as fertilizer. It can be further process. Digestate cannot be discharged freely into surface waters. This problem is associated with high transportation costs and higher costs of storage tanks in the new biogas plant. The aim of this bachelor thesis is to assess a suitable evaporation system for a particular biogas plant. The evaporation system leads to the concentration of digestate by evaporation water. The system uses heat produced by cogeneration unit. The main consequence of the integration is lower cost for the transport of liquid digestate. The output of the bachelor thesis is a technical and economic evaluation that assesses the payback period depending on the flow of concentrated digestate. The specific costs for adjustment of liquid digestate with regard to the payback period are in the range of 5–15 years. The values do not exceed 210 (Kčyear)/t_fug . The values considering selling heat are even negative. The minimum value guaranteed by the manufacturer is around 260 (Kčyear)/t_fug . The integration of the evaporation system into Žamberk's biogas plant is economically disadvantageous. The thesis brings new knowledge about the potential of multi-stage flash evaporation in biogas plants with short transport distances and high utilization of waste heat.

Cílem diplomové práce je představit problematiku zpracování průmyslových kalů a identifikovat a v laboratorních podmínkách realizovat vhodnou technologii pro zpracování konkrétního průmyslového kalu, kterým je již částečně zahuštěný fermentační zbytek z provozu bioplynových stanic (BPS). Na základě vypracované rešerše dostupných technologií pro zpracování odpadních kalů byla jako vhodná technologie vybrána míchaná odparka. Výhodou je možnost za sníženého tlaku využít nízko potenciální teplo z kogeneračních jednotek BPS, které je často mařeno. Míchadlo v odparce zajišťuje homogenizaci při zvyšujícím se zahuštění. Využití technologie přináší redukci objemu fermentačních zbytků. Hlavní část práce se zabývá návrhem a výrobou míchané odparky. Experimentální zařízení bylo zkonstruováno v prostorách LENP (Laboratoře energeticky náročných procesů) na FSI VUT v Brně. Během provozu byla ověřena funkčnost zařízení a použitelnost na více typech odpadních kalů. Výsledky experimentů jsou zaměřeny především na vlastnosti a chování fugátu neboli kapalné frakce fermentačních zbytků. Fugát byl zahuštěn ze surového stavu 5,4 %hm_sušna hodnotu 20,9 %hm_suš, kdy se již stává značně viskózním a špatně tekoucím materiálem. V průmyslovém podniku, kde bývá mařeno odpadní teplo, může být míchaná odparka vhodným zařízením pro zpracování kalů, respektive redukci jejich objemu. To vede k nižším nákladům na skladování, přepravu a aplikaci na pole jako hnojiva. Pomocí vhodné konstrukce odparky a míchadla lze princip odpařování využít pro méně i více zahuštěné odpadní kaly. Výsledný zahuštěný produkt pak může být přiveden na dokončovací operace a destilát na dočištění., The aim of the thesis is to present the problem of industrial sludge treatment and to identify and implement in laboratory conditions a suitable technology for the treatment of a specific industrial sludge, which is already partially thickened fermentation residues from the operation of biogas plants (BPS). Based on the research developed on available technologies for the treatment of waste sludge, the mixed evaporator was selected as a suitable technology. The advantage is the possibility of using the low potential heat from BPS CHP units under reduced pressure, which is often thwarted. The agitator in the evaporator ensures homogenization while increasing densification. The use of the technology results in a reduction in the volume of fermentation residues. The main part of the thesis deals with the design and implementation of a stirred evaporator for production. Experimental The plant was constructed on the premises of the LENP (Laboratory of Energy-Intensive Processes) at the Brno University of Technology. During operation, the functionality of the device and its applicability to several types of waste sludge were verified. The experimental results are mainly focused on the properties and behaviour of the fugate, or liquid fraction, of the fermentation residues. The fugate was concentrated from a raw state of 5.4 % dryness to a value of 20.9 % dryness, at which point it becomes a highly viscous and poorly flowing material. In an industrial plant where waste heat is wasted, a stirred evaporator may be a suitable device for sludge treatment or volume reduction. This leads to lower costs for storage, transport, and application as fertilizer to fields. With a suitable evaporator and agitator design, the evaporation principle can be used for less and more concentrated waste sludge. The resulting thickened product can then be fed to the finishing operations, allowing the distillate to be finished.